«Зонд-7»: как манекен с «лицом» Гагарина облетел Луну
55 лет назад, 14 августа 1969 года, успешно вернулся на Землю спускаемый аппарат беспилотного корабля 7К-Л1 №11, более известного как «Зонд-7», совершив посадку в заданном районе. Во второй части нашего материала подробно рассказываем о самом полете «Зонд-7» – ставшем самым существенным ответом СССР на высадку американцев на Луне.
Космонавты управляли кораблем дистанционно
Согласно «Отчету о работе группы Л-1 при пуске беспилотного корабля 7К-Л1 №11», составленному под руководством старшего инструктора-космонавта 1-го Научно-исследовательского испытательного Центра подготовки космонавтов (НИИ ЦПК) имени Ю.А. Гагарина полковника Павла Беляева и опубликованному на сайте Российского государственного архива научно-технической документации (РГАНТД), основными задачами проекта являлись дальнейшая отработка ракеты-носителя УР-500К, разгонного блока «Д» и корабля 7К-Л1 №11 в полете, движение по эллиптической траектории с апогеем, лежащим над невидимой стороной Луны, возвращение к Земле, и выполнение управляемого спуска при входе в атмосферу со скоростью, близкой ко второй космической.
Профиль экспедиции в значительной степени повторял предыдущие попытки советских кораблей облететь Луну. Программа полета космического аппарата, получившего в СМИ официальное наименование «Зонд-7», предусматривала проверку различных методов ориентации с закруткой корабля на Солнце. Планировалась фотосъемка Земли и Луны, проведение трех штатных коррекций траектории и одной аварийной, а также выполнение эксперимента по прохождению сигналов в КВ и УКВ-диапазонах. Связь с Землей в СВЧ-диапазоне на всем протяжении полета поддерживалась с помощью остронаправленной антенны. Важнейшими задачами была отработка средств дальней космической радиосвязи и поисково-спасательного комплекса после посадки.
Как и в предыдущих миссиях, в предстартовых операциях и управлении полетом «Зонда-7» принимали участие представители группы космонавтов, готовившихся по программе Л1. В этот раз на Байконур вылетели Валерий Быковский (старший группы), Анатолий Воронов, Петр Климук, Олег Макаров и Николай Рукавишников. Их сопровождали шестеро военно-технических специалистов ЦПК. Все они были на космодроме не просто гостями и сторонними наблюдателями, но определяли объем работ на технической и стартовой позиции, в которых в будущем должен был принимать участие экипаж облетных кораблей.
5 августа 1969 года представители ЦПК перелетели из Казахстана в Крым. Здесь из Евпатории в то время велось управление полетом большинства космических объектов как по пилотируемым, так и по беспилотным программам.
Вместе со специалистами Главной оперативной группы управления (ГОГУ), космонавты работали в две смены, оттачивая знания бортовых систем корабля и отрабатывая техническую документацию. Во время полета «Зонда-7» экипажи вели радиообмен по линии «Земля – корабль – Земля», принимали участие в выдаче уставок бортовую цифровую вычислительную машину (БЦВМ). Получая уставки, «Аргон-11С» (на отечественных пилотируемых космических аппаратах компьютер стоял впервые) рассчитывал команды (на переориентацию, коррекции, выполнение спуска), которые передавались на исполнительные органы корабля и четко привязывались к реальному масштабу времени и программе полета.
В пилотском кресле сидел манекен с "лицом" Юрия Гагарина
Одним из основных инструментов «Зонда-6» и «Зонда-7» была среднеформатная зеркальная фотокамера («малокадровый киноаппарат») СКД, созданная киевским заводом «Арсенал» и управляемая с помощью командного прибора, разработанного в Московском институте инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии (МИИГАиК). Она стояла внутри спускаемого аппарата на иллюминаторе и предназначалась для съемки внешних объектов (Земли и Луны) на цветную негативную пленку ДС-5М (120 кадров размером 50 х 50 мм) производства Шосткинского химзавода.
Кроме того, телекамера КР80А внутри кабины позволяла получать стандартную телевизионную «картинку» с частотой 25 кадров в секунду (формат кадра 4:3, 625 строк). Большую часть времени она работала в режиме «измерения параметров» (по-видимому, делала снимки показаний приборов пульта управления), но могла функционировать и в обычном телевизионном режиме. Кроме того, «сестра» этой камеры – KP81E – должна была снимать внешнюю картинку.
7К-Л1 №11 был максимально приближен к пилотируемому кораблю, за исключением системы жизнеобеспечения.
Индикаторы пультов управления («командно-сигнальные поля») в спускаемом аппарате частично функционировали. Они показывали параметры работы некоторых систем корабля, в частности, изменение температуры и давления в кабине и приборном отсеке. Экипажа на борту пока не было, но в пилотском кресле находился прибор-манекен ФМ-2 для изучения радиационной обстановки на трассе полета. Надо сказать, что до конца 1950-х влияние радиации на человека оценивалось только по ионизации воздуха, но позже стало понятно, что разные виды излучений по-разному взаимодействуют с биологическими тканями.
Для определения степени воздействия космической радиации на организм в 1968 году по техзаданию Института медико-биологических проблем (ИМБП) был создан фантом-манекен человеческого тела ФМ-2 ростом 170 см, весом 70 кг, «лицом» схожий с Юрием Гагариным.
Манекен был подвижен в суставах. Внутри него, в местах расположения жизненно важных органов, было проложено 20 каналов для установки дозиметров. «Тело» изготовили из специального композита (смеси полимерной смолы с опилками и зернами пшеницы), схожего с человеческими тканями по плотности и способности пропускать ионизирующее излучение.
Успешное путешествие
В первые сутки полета корабль был сориентирован солнечными батареями на Солнце, а остронаправленной антенной – на Землю. Проводились сеансы связи (передачи телеметрии и получения радиокоманд). Затем с помощью системы астроориентации "Зонд-7" развернулся объективами к Земле и произвел фотографирование нашей планеты.
Первую штатную коррекцию выполнили на вторые сутки полета, при полете к Луне. Двигатель проработал 22,53 секунд и выдал импульс в 15,76 м/сек. На третьи сутки без замечаний прошел сеанс тестовой астроориентации по звезде Сириус. На четвертые сутки полета «Зонд-7» пролетел на минимальном расстоянии 1230 км от Луны. Перед этим прошла астроориентация по звезде Канопус и началась фотосъемка поверхности Селены. Она проводилась в два этапа: перед заходом корабля за Луну (11 августа в 05:28 по московскому времени) и при выходе из-за Луны (в 07:08).
Вторую коррекцию проводить не стали: согласно траекторным измерениям, уже после первой корабль летел очень точно. Двигатель включили только во время, предусмотренное программой для третьей коррекции, на седьмые сутки полета: он проработал 12,8 секунд и выдал корректирующий импульс 8,9 м/сек.
Все это говорит о том, что ракета-носитель и разгонный блок справились со своей работой превосходно, выдержав ювелирную точность построения траектории: бортовой запас топлива, который позволял кораблю выполнить четыре коррекции с общей выработкой импульса в 191.2 м/с, был израсходован едва ли на 13 процентов!
При возвращении был выполнен сеанс фотосъемки Земли с расстояния примерно 100 000 км. Как и в предыдущей миссии, «Зонд» заходил на посадку со стороны Южного полушария. После разделения корабля на отсеки спускаемый аппарат вошел в атмосферу Земли с двумя погружениями.
Первое произошло 14 августа 1969 года в 20:46: используя аэродинамическое качество, аппарат затормозил с 11 км/с до примерно 7 км/с, ненадолго выскочив в космос. Траектория движения в атмосфере при этом удлинилась, позволяя достичь советской территории, находящейся в Северном полушарии, а перегрузки снизились.
Во время второго погружения скорость плавно падала дальше, и когда стала дозвуковой, над кораблем раскрылся парашют. С момента 21:14 заработал радиомаяк. Спуск на парашюте проходил штатно, перед самой поверхностью сработали двигатели мягкой посадки. Спускаемый аппарат приземлился в 21:22 к югу от казахстанского города Кустанай, всего в 47.5 км от запланированной точки, но в расчетном районе посадки.
Триумф с горьким привкусом
Полет «Зонда-7» мог бы стать триумфом советской космонавтики. В отчете отмечается, что миссия 7K-Л1 №11 отличалась от предыдущих тем, что почти весь полет проходил в режиме работы остронаправленной антенны. Центр управления протестировал навигацию корабля с использованием бортового компьютера «Аргон-11с». Никаких нарушений герметичности и теплового режима отсеков не фиксировалось.
После полета манекена ФМ-2 на «Зонде-7» врачи получили данные о распределении доз радиации в теле космонавта и сделали вывод: «При отсутствии солнечных вспышек радиация на трассе полета «Земля – Луна – Земля» не страшна».
«Небольшой праздник в августе мы отмечали по случаю удачного полета 7К-Л1, получившего наименование «Зонд-7»,.. – вспоминал Борис Черток, заместитель Главного конструктора предприятия-разработчика корабля. – 22 августа «Правда» опубликовала доставленные «Зондом-7» черно-белые изображения Земли перед заходом ее за край Луны. Эффектные цветные снимки появились в журналах. Эти цветные фотокадры оказались весьма популярными в качестве подарочных для космических юбиляров и окружавших нашу технику болельщиков».
Нельзя сказать, что полет прошел совсем уж гладко. Замечания были (например, отсутствовала модуляция в передатчике сантиметрового диапазона, и внешняя телекамера не работала в телевизионном режиме), но они не повлияли на выполнение программы. В отчете подчеркивается, что «для уточнения причин отмеченных отказов требуется анализ всей телеметрии после ее расшифровки».
Тем не менее, западные наблюдатели заметили, что официальные советские СМИ освещали миссию «Зонд-7» значительно скуднее по сравнению с полетами «Зонда-5» и «Зонда-6». Это был прозрачный намек на то, что после успеха полета американского корабля Apollo 11, члены экипажа которого стали первыми людьми на Луне, программа Л1 потеряла свое политическое значение.
Над проектом Л1 словно нависал рок: «Зонд-5» смог выполнить облет Луны раньше американцев, хотя и не сумел достичь всех целей, поставленных перед полетом. «Зонд-6» «сделал все, что мог», но разбился на посадке. По иронии судьбы, «Зонд-7» был первым кораблем в серии, который мог бы благополучно вернуть экипаж на Землю, если бы на борту были космонавты. Но... до этого требовалось выполнить два успешных полета подряд, а этого никак не получалось.
Тем не менее, по воспоминаниям Николая Каманина, успех «Зонда-7» придал Сергею Афанасьеву и Василию Мишину уверенности в том, что можно возобновить разговоры о пилотируемом облете Луны.
19 сентября 1969 года Государственная комиссия обсудила результаты экспедиции «Зонд-7» и запланировала выполнить еще один запуск беспилотного 7К-Л1 в декабре 1969 года. В случае полного успеха можно было запустить корабль с экипажем в апреле 1970 года, к 100-летнему юбилею Ленина. Однако политическому руководству страны пилотируемый облет через год после первой американской высадки на Луну был уже не нужен. К концу 1969 года программу Л1 фактически отменили, а оставшиеся корабли переориентировали на использование в интересах проекта Л3 по высадке на Луну.
P.S.: первую часть истории советской программы облета Луны читайте в нашем материале.
